Mjesec već nekoliko milijardi godina prati naš planet na njegovom velikom kozmičkom putovanju. I ona nama, zemljanima, iz stoljeća u stoljeće pokazuje uvijek isti lunarni krajolik. Zašto se divimo samo jednoj strani našeg satelita? Rotira li Mjesec oko svoje osi ili nepomično lebdi u svemiru?
Karakteristike našeg svemirskog susjeda
U Sunčevom sustavu postoje sateliti mnogo veći od mjeseca. Ganimed je Jupiterov mjesec, na primjer, dvostruko teži od Mjeseca. Ali s druge strane, to je najveći satelit u odnosu na matičnu planetu. Njegova masa je više od postotka Zemljine, a promjer mu je oko četvrtine Zemljinog. Nema više takvih proporcija u solarnoj obitelji planeta.
Pokušajmo odgovoriti na pitanje rotira li Mjesec oko svoje osi pažljivije promatrajući našeg najbližeg svemirskog susjeda. Prema teoriji koja je danas prihvaćena u znanstvenim krugovima, naš planet je stekao prirodni satelit dok je još bio protoplanet - ne potpuno ohlađen, prekriven oceanom tekućine užarenelava, kao posljedica sudara s drugim planetom, manjim po veličini. Stoga su kemijski sastavi lunarnog i zemaljskog tla malo drugačiji – spojile su se teške jezgre planeta u sudaru, zbog čega su zemaljske stijene bogatije željezom. Mjesec je dobio ostatke gornjih slojeva oba protoplaneta, ima još kamena.
Rotira li se mjesec
Da budemo precizni, pitanje rotira li se mjesec nije sasvim točno. Uostalom, kao i svaki satelit u našem sustavu, okreće se oko matičnog planeta i zajedno s njim kruži oko zvijezde. Ali, aksijalna rotacija Mjeseca nije sasvim uobičajena.
Kako god pogledali na Mjesec, uvijek je okrenut prema nama kraterom Tycho i morem spokoja. "Rotira li se mjesec oko svoje osi?" – iz stoljeća u stoljeće pitali su se zemljani. Strogo govoreći, ako operiramo geometrijskim pojmovima, odgovor ovisi o odabranom koordinatnom sustavu. U odnosu na Zemlju, aksijalna rotacija Mjeseca je doista odsutna.
Ali s gledišta promatrača koji se nalazi na liniji Sunce-Zemlja, aksijalna rotacija Mjeseca bit će jasno vidljiva, a jedna polarna rotacija do djelića sekunde bit će jednaka trajanju orbitalni.
Zanimljivo je da ovaj fenomen nije jedinstven u Sunčevom sustavu. Dakle, satelit patuljastog planeta Plutona Haron uvijek gleda svoju planetu s jedne strane, sateliti Marsa - Deimos i Fobos - ponašaju se na isti način.
U znanstvenom jeziku, to se zove sinkrona rotacija ili plima.
Koja je plima?
Da bismo razumjeli suštinu ovog fenomena ida bi se pouzdano odgovorilo na pitanje rotira li mjesec oko svoje osi, potrebno je analizirati bit fenomena plime i oseke.
Zamislimo dvije planine na površini Mjeseca, od kojih jedna "gleda" direktno na Zemlju, a druga se nalazi na suprotnoj točki lunarne kugle. Očito, da obje planine nisu dio istog nebeskog tijela, već se neovisno okreću oko našeg planeta, njihova rotacija ne bi mogla biti sinkrona, ona koja je bliže, prema zakonima Newtonove mehanike, trebala bi se okretati brže. Zato mase lunarne kugle, koje se nalaze u točkama suprotnim od Zemlje, imaju tendenciju da "bježe jedna od druge."
Kako je Mjesec "stao"
Kako plimne sile djeluju na određeno nebesko tijelo, zgodno je rastaviti na primjeru našeg vlastitog planeta. Uostalom, i mi se vrtimo oko Mjeseca, odnosno Mjesec i Zemlja, kako bi to trebalo biti u astrofizici, "plešu" oko fizičkog centra mase.
Kao rezultat djelovanja plimnih sila, kako na najbližoj tako i na najdaljoj točki od satelita, razina vode koja prekriva Zemlju raste. Štoviše, maksimalna amplituda oseke i oseke može doseći 15 metara ili više.
Još jedna značajka ovog fenomena je da ove plimne "grbe" svakodnevno obilaze površinu planeta protiv njegove rotacije, stvarajući trenje u točkama 1 i 2, i tako polako zaustavljaju globus u svojoj rotaciji.
Utjecaj Zemlje na Mjesec je mnogo jači zbograzlika u masi. I iako na Mjesecu nema oceana, plimne sile jednako dobro djeluju i na stijene. A rezultat njihovog rada je evidentan.
Dakle, rotira li se mjesec oko svoje osi? Odgovor je da. Ali ova rotacija je usko povezana s kretanjem oko planeta. Sile plime i oseke uskladile su aksijalnu rotaciju Mjeseca s njegovom orbitalnom rotacijom tijekom milijuna godina.
Što je sa Zemljom?
Astrofizičari kažu da je neposredno nakon velikog sudara koji je uzrokovao formiranje Mjeseca, kutna brzina rotacije našeg planeta bila mnogo veća nego što je sada. Dani nisu trajali više od pet sati. Ali kao rezultat trenja plimnih valova na dnu oceana, iz godine u godinu, iz tisućljeća za tisućljećem, rotacija se usporava, a današnji dan traje 24 sata.
U prosjeku, svako stoljeće dodaje 20-40 sekundi našem danu. Znanstvenici sugeriraju da će za par milijardi godina naš planet gledati na Mjesec na isti način kao što ga gleda Mjesec, odnosno s jedne strane. Istina, to se, najvjerojatnije, neće dogoditi, budući da će još ranije Sunce, pretvorivši se u crvenog diva, "progutati" i Zemlju i njen vjerni satelit, Mjesec.
Usput, plimne sile daju zemljanima ne samo da se dižu i padaju u razini svjetskih oceana u blizini ekvatora. Utječući na mase metala u zemljinoj jezgri, deformirajući vruće središte našeg planeta, Mjesec pomaže da se ono održava u tekućem stanju. A zahvaljujući aktivnoj tekućoj jezgri, naš planet ima svoje magnetsko polje koje štiti cijelu biosferu od smrtonosnog sunčevog vjetra i smrtonosnih kozmičkih zraka.
